Question

16．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路的实物图连接完整．
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是灯泡断路．
（3）排除故障后，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示I-U图象．根据图象信息，小灯泡的额定功率为0.5W．
（4）依据图乙所示的I-U图象信息，还可以计算出此小灯泡正常发光时灯丝的电阻值为12.5Ω．
（5）小明又想测某未知电阻R_x的阻值，设计了如图丙所示电路（R₀为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出R_x的表达式．实验步骤：
A．按照设计的电路图连接电路
B．断开S₂、闭合S₁记录电流表示数为I₁
C．断开S₁、闭合S₂记录电流表示数为I₂（或S₁和S₂都闭合记录电流表示数为I₂）
表达式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）（用已知和测量的物理量的符号表示）．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律计算灯泡正常发光的电流，确定电流表量程，将电流表串联入电路中；
（2）电路中无电流，则为断路，电压表有示数，则与电压表并联的之外部分一定完好；
（3）从图象中查得额定电压下的额定电流，根据P=UI计算额定功率；
（4）由欧姆定律计算灯泡正常发光时的电阻；
（5）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压，然后根据R=$\frac{U}{I}$计算出被测电阻的阻值．

解答 解：
（1）测灯泡电功率的实验中，电流表应串联在电路中，由欧姆定律可得灯泡正常发光电流约为：I′=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表应使用0-0.6A量程，实物连接如图所示：
；
（2）电流表指针几乎不动，说明电路有断路，电压表有示数，说明与电压表并联的之外部分一定完好，说明与电压表并联的灯泡断路；
（3）灯泡电压等于额定电压时正常发光，由图象得知，灯泡在2.5V下的电流为0.2A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可得灯泡正常发光的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{额}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（5）实验步骤：
A、按电路图连接电路．
B、断开S₂、闭合S₁记录电流表示数为I₁；
C、断开S₁、闭合S₂记录电流表示数为I₂（或S₁和S₂都闭合记录电流表示数为I₂）；
表达式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）0.5；（4）12.5；（5）C、断开S₁、闭合S₂记录电流表示数为I₂（或S₁和S₂都闭合记录电流表示数为I₂）；$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．

点评 本题考查了实物图的连接，电表的读数，故障问题，功率计算，从图象获取信息的能力，从图象中获取信息的问题频频出现，一定要掌握这种能力．